Secusa si Tetanosul muschiului striat. Oboseala musculara

Enache Aniela-Ligia UMF Carol Davila An II MG Seria 7, Grupa 68

Profesor Doctor Coordonator: Bubuianu Anca

TIPURI DE MUSCHI Scheletic striat lungimi mari (mm-50cm), diametru 10-80 microni 40% greutatea corpului Localizare: m. scheletici care se prind pe oase si la nivelul organelor interne Numerosi nuclei, numeroase mitocondrii, RS bine dezvoltat, un sistem de tubuli, organite specifice: miofibrile. Este un sincitiu. - Inervatie somatica - Contractii puternice si voluntare, 30% din lungimea initiala - Sunt stimulati exclusiv pe cale nervoasa Sunt alcatuiti din sarcolema cu structura trilaminata, membrana bazala cu proteine colagenice, sarcoplasma cu incluziuni citoplasmatice, sistemul de tubuli s.a. Miofibrilele - - organite specifice contractile - grosime 0,2 - 2 m - dispuse pe ntreaga lungime a fibrei musculare 80% din vol. fibrei - sunt alcatuite din filamente groase de miozina (1500 ) si subtiri de actina (3000) - organizate sub forma de benzi luminoase I - actina (impartite in jumatate de membrana Z) si benzi intunecate A miozina si capete filamente de actina (contin central banda H) Sarcomerul - unitatea morfofunctionala a miofibrilei - delimitat de 2 membrane Z successive - cuprinde 1 disc intunecat si 2 jumatati de disc clar - atunci cand fibra musculara se contracta, lungimea sarcomerului este de aprox 2 microni Filamentul de miozina diametru 10nm, lungime 1,6microni, greutate molec. 480000Da - 4 lanturi usoare (cate 2 pentru fiecare cap) - 2 lanturi grele a-helix infasurate unul in jurul celuilalt=>coada (LMM) - fiecare capat al oricaruia din aceste lanturi e pliat bilateral=> capul (HMM) - mai multe cozi asezate alaturat => corp; o parte a corpului e dispusa lateral impreuna cu capul=> brat ; bratele impreuna cu capetele corespunzatoare = punti transversale ; fiecare punte e flexibila la nivelul balamalelor . nu exista punti la nivelul centrului filamentului. Fiecare pereche succesiva de punti este decalata cu 120 grade de perechea anterioara - capul miozinic este orientat la 90grd repaus si 45grd contractie; are functie ATPazica si prezinta afinitate variabila pentru actina - afinitate redus legturi acto-miozinice slabe relaxare musc. situsul nucleotidic fixeaz ATP - afinitate mare legturi acto-miozinice puternice contracie musc. hidroliza ATP genereaz ADP + Pi + E situsul nucleotidic elimin prod. de hidrol. ai ATP-ului energia este utilizat pentru flexia capului pe bra 1. -

Filamentul de actina diametru 5-8 nm, lungime 1 micron - 2 catene a-helix de actina F alcatuite din molecule polimerizate de actina G - La fiecare actina G este atasata o molecula ADP = situsuri active cu care puntile interactioneaza pentru realizarea contractiei - Bazele filamentelor de actina sunt inserate la nivelul discurilor Z Tropomiozina 70000Da, lungime 40 nm - dispusa in spirala pe partile laterale ale helixului; in repaus se afla deasupra situsurilor active ale actinei, impiedicand interactiunea acto-miozinica - cnd Ca++ citosolic (10-5) se deplaseaz lateral formarea punilor transversale actomiozinice iniierea contraciei - cnd Ca++ citosolic (10-7) revine n poziia iniial relaxarea prin decuplarea contraciei Troponina - complex atasat la bastonasul de tropomiozina - tr. I are afinitate mare pentru actina, mentine tropomiozina in pozitia de blocare a interactiunii acto-miozinice, inhiba activitatea ATP-azica a capului miozinic - tr. C are afinitate pentru ionii Ca, deplaseaza tropomiozina, cupleaza actina de miozina - tr. T are afinitate pentru tropomiozina

2. Cardiac - localizare: miocard - un singur nucleu situate central, miofibrile mai groase, discuri intercalate, striatii mai putin evidente, fibre mai scurte decat cele striate - contractii automate, involuntare, ritmice - inervatie vegetativa

Neted localizare: in organele cavitare si de simt diametru 1-5microni, lungime 20-500 microni. un nucleu central, miofibrile cu aspect omogen, miofilamente de actina/miozina, lipseste complexul troponina- tropomiozina, nu exista benzi Z si nici sarcomere - contractii automate, involuntare - sarcolema nu prezint tubi T pompe de Ca++Na+/K+ canale de Ca++, Na+, K+ - inervatie vegetativa - stimulati pe cale nervoasa, factori tisulari, factori hormonali. Muschii netezi multiunitari: fibre musculare netede separate, fiecare contractandu-se independent de celelalte. Controlul contractiilor este realizat prin impulsuri nervoase Exemple: muschii piloerectori, muschii ciliari ai globului ocular.

3. -

Muschii netezi unitari: o masa de sute-mii de fibre musculare netede care se contracta impreuna; fibrele sunt dispuse in straturi si membranele adera intre ele in numeroase puncte (forta generate de o fibra musculara poate fi transmisa la celelalte), dar contin si multe jonctiuni de comunicare (ionii pot circula liber). Muschi neted sincitial. Controlul contractiilor este realizat de impulsuri care nu sunt de natura nervoasa. Exemple: peretii majoritatii viscerelor (intestine, ureter) si vase sangvine Corpii densi se gasesc atasati la membrana celulara sau liberi in citoplasma; sunt interconectati prin punti proteice intercelulare; filamentele de actina sunt dispuse divergent la nivelul a 2 corpi densi, iar capetele filamentelor de actina se suprapun cu un filament de miozina localizat la mijlocul distantei dintre 2 corpi densi. Caveolele microinvaginatii ale sarcolemei ce comunica liber cu spatiul extracelular Jonctiunile intercelulare rol in cuplare electrica / metabolica Filamentele de miozina sunt dispuse printre filamentele de actina si au activitate ATPazica mai redusa; contin punti transversale cu polaritate laterala-> miozina trage un filament de actina intr-o directie pe o parte si in directie opusa de partea cealalta => celulele musculare netede se contracta 80% din lungimea initiala. Filamentele de actina prezinta, ca proteine reglatorii, calmodulina (asemanatoare troponinei C, leaga 4 ioni Ca, creste activitatea ATP-azica), caldesmona (asemanatoare troponinei I, T, inhiba activitatea ATP-azica), calponina (inhiba activitatea ATP-azica) Influenta factorilor chimici tisulari si a hormonilor Lipsa oxigenului in tesuturile locale, CO2 in exces, cresterea concentratiei ionilor de H, K, scaderea concentratiei ionilor de Ca, adenozina, acidul lactic, cresterea temperaturii corporale sunt factori ce determina relaxarea muschilor netezi-> vasodilatatie locala. Un hormon determina contractia unui muschi neted atunci cand membrana celulelor musculare are receptori hormonali excitatori corespunzatori. Hormonul determina inhibitie daca membrana are receptori hormonali inhibitori (-> inchiderea canalelor de Na, Ca, impiedicand patrunderea in celula a ionilor +). Hormoni importanti: norepinefrina, epinefrina, acetilcolina, angiotensina, endotelina, vasopresina, oxitocina, serotonina, histamina.

Proprietatile muschilor 1. contractilitatea capacitatea muschiului de a dezvolta tensiune intre capetele sale sau de a se scurta. Baza anatomica = sarcomerul, iar baza functionala = proteinele contractile 2. excitabilitatea se datoreaza proprietatilor membranei fibrei musculare (permeabilitate selective, conductanta ionica, polarizare electrica etc). muschii raspund la un stimul printr-un potential de actiune, urmat de contractia caracteristica. 3. extensibilitatea capacitsatea muschiului de a se alungi pasiv sub actiunea unei forte exterioare. Substratul anatomic = fibrele conjunctive si elastice din muschi.

4. elasticitatea proprietatea muschilor de a se deforma sub actiunea unei forte si de a reveni pasiv la forma de repaus atunci cand forta a incetat sa actioneze. Baza anatomica fibre elastice. 5. tonusul - starea de tensiune permanenta, caracteristica muschilor cu inervatie intacta. Este de natura reflexa (reflex prorpioceptiv prin care se activeaza un numar mic de unitati motorii, frecventa redusa). Fiind de natura nervoasa, tonusul scade in somn, creste in emotiii, frig si activitate intelectuala -> se mareste metabolismul bazal. Dispare in narcoza profunda.

FIBRELE RAPIDE (MUSCHI ALBI) SI FIBRELE LENTE (MUSCHI ROSII) Fiecare muschi al corpului este alcatuit dintr-un amestec de fibre musculare denumite lente (tipul I) si rapide (tipul II). Muschii care reactioneaza rapid contin predominant fibre rapide. Cei care reactioneaza lent si desfaasoara contractii cu durata prelungita sunt alcatuiti din fibre lente. Fibrele lente: - dimensiuni mici si mai subtiri - inervate de fibre nervoase mici - contin numeroase capilare necesare pentru aportul suplimentar de oxygen - vascularizatie bogata si culoare rosie datorita unei mari cantitati de mioglobina (proteina semanatoare Hb care contine fier) - numar mare de mitocondrii necesare pentru nivelul ridicat al metabolismului oxidativ; miofibrile putine - Rata aeroba crescuta => producere ATP (datorita enzimelor CK, boxidare AG) - Rata glicolitica scazuta (glicogen putin) - Rezistente la oboseala (efort usor spre moderat pe perioade lungi) - Contractie lenta 120ms Metabolismul oxidativ este favorizat de cantitatea de mioglobina , reteaua de capilare , nivelul scazut de glicogen si continutul mic de enzime glicolitice, dar mare de mitocondrii si enzime oxidative Se gasesc in numar mare in muschii extrinseci ai ochiului, diafragma, maseter Fibrele rapide: - dimensiuni mari, albe - contractii puternice, rapide, dar obosesc repede - RS bine dezvoltat, necesar pt eliberarea rapida a ionilor de Ca in citosol; miofibrile multe - Cantitati mari de enzime glicolitice pentru eliberarea rapida de energie prin glicoliza. - Aport sangvin redus pt ca metabolismul oxidativ are importanta secundara

Unele fibre rapide (IIa) sunt rezistente la oboseala; acestea se bazeaza pe metabolismul oxidativ si sunt similare cu cele lente. O diferenta ar fi ca tipul IIa contin mult glicogen si un numar mare de mitocondrii fata de cele lente -> asigura ATP pentru a compensa rata sa de hidroliza in fibrele rapide. Alte fibre rapide (IIb) nu mentin contractia. Acestea se bazeaza pe energia stocata in glycogen si sunt mai putin rezistente la oboseala (efort intens de scurta durata cu perioade prelungite de recuperare); au putine mitocondrii si mici concentratii de mioglobina si enzyme oxidative, fiind albe si mai bogate in enzyme glicolitice. Rata aeroba scazuta; 2-4 ori mai multa forta. Predomina in muschii flexori si temporal

Muschiul cardiac - 3 tipuri principale de muschi: atrial, ventricular, fibre specializate excitatorii Muschiul atrial si ventricular - durata contractiei mai lunga ca in muschii schletici Fibrele specializate se contracta slab deoarece au putine fibre contractile, dar prezinta descarcari electrice ritmice - striat - filamente de actina si miozina dispuse unul langa celalalt - RS slab dezvoltat - tubuli T cu diametru de 5x mai mare fata de al muschilor scheletici si contin MPZ (deposit de Ca) - sincitiu : discuri intercalare -> jonctiuni gap (fuzionarea membranelor) - PA 105mV (creste de la -85 intre batai la +20 in cursul fiecarei batai). Dupa cresterea initiala, membrane se mentine depolarizata 0,2s = platou, apoi e urmata de repolarizare rapida. -> durata de 15x mai mare a contractiei fata de m scheletici. - Contractia incepe la ms dupa debutul PA si se termina la ms dupa incetarea PA Factorii PA In muschiul scheletic Pa e cauzat de deschiderea canalelor rapide de Na-> influx mare sarcini +. Ele se mentin deschise cateva miimi de secunda In muschiul cardiac PA e cauzat de deschiderea canalelor de Na si a canalelor de Ca (Ca-Na). acestea din urma se deschid lent si se mentin deschise mai multe zecimi se secunda -> mult Ca, Na la interior-> perioada prelungita a depolarizarii. Imediat dupa debutul potentialului de actiune, permeabilitatea membranei pt ionii de K scade de 5x (datorita influxului in exces a Ca)-> scade efluxul K. Cand canalele lente Ca-Na se inchid-> permeabilitatea mb pt K creste-> efflux K-> terminare PA viteza de conducere a semnalului prin fibrele atriale si ventriculare: 0,3-0,5m/s, iar in fibrele Purkinje : 4m/s perioada refractara a muschiului ventricular : 0,25-0,3s (perioada relative 0,05s)

-

perioada refractara a muschiului atrial : 0,15

Cuplarea excitatiei cu contractia PA se deplaseaza de-a lungul membranei-> ajunge la tubulii T-> ajunge la miofibrile-> eliberarea Ca din RS, dar si din tubulii T Forta contractiei depinde de concentratia Ca din LEC (difuzeaza prin tubuli)

CONTRACTIA MUSCHIULUI STRIAT SCHELETIC Fiecare fibra musculara striata contine intre cateva sute si cateva mii de miofibrile (organite specifice); fiecare miofibrila este alcatuita din mai multe miofilamente de actina (subtiri, 3000) si miozina (groase, 1500), molecule proteice mari responsabile pentru contractia musculara propriu-zisa. Datorita intrepatrunderii miofilamentelor, in miofibrile apar benzi intunecate alternand cu benzi clare. Benzile luminoase I = izotrope, contin doar actina, benzile intunecate A = anizotrope, contin miozina si capetele filamentelor de actina (suprapuse). Puntile transversale se gasesc pe partile laterale ale miozinei (proiectii mici). Interactiunea punti+filamente=>contractie. Miofilamentele de actina sunt atasate la membrana Z (se gaseste la jumatatea benzii I) alcatuita din alte tipuri de proteine filamentoase, este dispusa transversal in miofibrile si se extinde si intre acestea (aspect striat). Portiunea de miofibrila dintre doua membrane Z successive = sarcomer. Filamentele subtiri sunt actina, troponina si tropomiozina. Actina F este reprezentata de o molecula proteica bicatenara de alfa-helix rasucita. Catenele sunt alcatuite din molecule polimerizate de actina G (42000 Da), care au fiecare un situs activ (interactiune punti transversale) reprezentat de molecula de ADP. Lungimea este de 1 micron, bazele filamentelor sunt inserate la discul Z, iar capetele sunt proeminente in ambele directii in spatiile dintre miozina. Tropomiozina are o greutate de 70000Da si lungime 40nm. Se gaseste pe partile laterale ale helixului de actina, iar in repaus se afla deasupra situsurilor active=>nu exista interactiuni intre actina si miozina=>nu are loc contractia. Troponina este un heterotrimer atasat tropomiozinei: T-afinitate pentru tropomiozina, I-afinitate pentru actina, C- leaga ioni calciu. Molecula de miozina II este alcatuita din 2 lanturi grele (200000) si 4 laanturi usoare (80000). Lanturile grele formeaza un dublu helix = coada. Fiecare capat al lanturilor este pliat lateral = capul, la formarea caruia participa si cate 2 lanturi usoare. Acesta are functie ATP-azica=>energie. Fiecare filament miozinic este alcatuit din 200 molecule. In portiunea centrala cozile sunt aglomerate si formeaza corpul filamentului. O parte a corpului moleculei de miozina se extinde lateral, formand un brat = punti transversale. Puntile sunt flexibile la nivelul balamalelor (una la nivelul desprinderii de corp, iar alta acolo unde capul se ataseaza de brat). Lungimea fiecarui filament: 1,6microni. La nivelul

centrului filamentului de miozina nu exista punti deoarece bratele flexibile se departeaza de centru. Fiecare pereche de punti transversale e decalata cu 120 grade de cea anterioara.

Muschii netezi contin filamentele de actina si miozina asemanatoare celor din muschii scheletici, dar fara compelxul troponinic necesar pt conttrolul contractiei. Ca si la muschii scheletici, actina si miozina interactioneaza similar , iar ATP-ul e degradat la ADP pentru a furniza energie. In cazul muschilor netezi se pot observa numeroase filamente de actina atasate la structure denumite corpi densi. Acestia se gasesc fie la nivelul membranei celulare, fie dispersati in interiorul celulei si sunt interconectati prin punti proteice intercelulare. Filamentele de miozina sunt raspandite printer cele de actina si au un diametru de 2 ori mai mare ca actina, dar numarul filamentelor de actina este de 5-10 ori mai mare. Majoritatea filamentelor de miozina detin punti transversale cu polaritate laterala, dispuse a.i. puntile de pe o parte sunt orientate intr-o directie, iar cele din partea cealalta sunt orientate in directie opusa. Astfel, miozina triage un filament d actina pe o parte intr o directie si in directie opusa de cealalta parte => celulele musculare se contracta pana la 80% din lungimea lor initiala, fara a fi limitate la o scurtare de numai 30% ca in celulele striate. Cuplarea excitatiei cu contractia: Indifferent de tipul de muschi, o crestere a nivelului Ca determina contractia. Timpul in care nivelul acestuia ramane ridicat determina durata contractiei. Procesul prin care un excitant declanseaza cresterea Ca e numit C E-C. cresterea Ca se face prin mai multe mecanisme: Ca extracellular inintra prin canale voltaj dependente sau canale ionice sau este eliberat in citoplasma prin reticulul sarcoplasmic. Membrana plasmatica a celulelor musculare prezinta invaginatii care extind suprafata membranei pana in interiorul celulei. In muschiul scheletic si cardiac, aceste invaginatii se dispun perpendicular pe miofibrile, formand tubulii transversi T. Se formeaza la nivelul membranei celulare si o strabat dintr-o parte in alta. Totodata se ramifica si intrepatrund formand planuri dispuse printer miofibrile. Tubulii sunt deschisi catre exteriorul fibrei musculare (la origine), comunicand cu lichidul extracellular ce inconjoara fibra si la randul lor contin lichid extracellular la nivelul lumenului. Deci tubulii sunt extensii interne ale membranei. Cand un potential de actiune se propaga de a lungul membranei unei fibre musculare, acesta disemineaza de a lungul tubulilor catre zonele profunde ale fibrei, iar curentii

electrici declanseaza contractia. De alungul tubulilor se gasesc cisterne terminale (zone specializate ale SR = deposit intracellular de Ca). complexul tubul-2cisterne = triada, cu rol important in C E-C. la muschiul neted invaginatiile = caveole. Potentialele de actiune ce se propaga de-a lungul membranei musculare pana la tubulii T determina activarea unor canale-L Ca voltaj dependente = tetrada. Fiecare din cele 4 canale = receptor DHP, fiind inhibit de o clasa de antihypertensive = antipiridine. Depolarizarea duce la modificari conformationale : unele permit Ca sa intre prin oricare din cei 4 pori ai tetradei, iar altele modifica structura altor canale releasing-Ca din RS (structure tetramericeryanodine receptor).\

Deschiderea canalelor-> cresterea Ca citosolic-> formarea puntilor transversale cu ajutorul troponinei C-> C E-C. Contractia continua atata timp cat concentratia Ca ramane ridicata. Totusi, o pompa de Ca cu activitate continua localizata la nivelul peretilor RS pompeaza ionii inapoi inRS. Pompa poate concentra de aprox. 10000 de ori ionii in interiorul tubulilor. Proteina Calsechestrina din RS poate lega pana la 40 ori mai mult Ca. Pentru contractia muschiului cardiac este necesar un influx de Ca prin canalele amintite (canalele din interiorul RS raman deschise pentru o perioada mai ;lunga de timp, avand astfel un rol majoritar) In muschiul neted, Ca intra prin 3 modalitati 1. canale CA-voltaj dependente ca raspuns la depolarizare 2. Ca eliberat de RS CICR (Ca-induce Ca-release) / IP3 (se leaga de un receptor de membrana ) 3. Canale voltaj independente Mecanismul general al contractiei musculare 1. potentialul de actiune se deplaseaza de-a lungul nervului motor catre terminatiile sale de la nivelul fibrelor musculare 2. la nivelul fiecarei terminatii nervoase este eliberata o cantitate mica dintr-o substanta cu rol neurotransmitator: acetilcolina 3. acetilcolina actioneaza local asupra unei zone a membranei fibrei musculare pentru a deschide numeroase canale reglate de acetilcolina de natura proteica, existente in membrane 4. difuziunea unor mari cantitati de ioni de Na catre interiorul fibrei musculare =>potential de actiune la nivel membranar 5. PA se deplaseaza de-a lungul membranei fibrei musculare 6. depolarizarea membranei, urmata de deplasarea potentialului de actiune prin centrul fibrei musculare si eliberarea unor cantitati mari de Ca (CA 10-5 citosolic) din RS

7. Ca se leaga la troponina C ->tropomiozina este deplasata lateral-> foarmarea puntilor acto-miozinice -> activarea ATP-azei miozinice -> hidroliza ATP-> energie 8. Ca initiaza interactiunea dintre actina si miozina ce aluneca unele peste altele. 9. dupa o fractiune de secunda, ionii Ca sunt pompati inapoi in reticule de o pompa membranara de Ca (Ca ATP-aza; Ca citosolic 10-7), ramanand aici pana cand un nou potential de actiune se formeaza la nivelul muschiului -> relaxare

Mecanismul molecular al contractiei musculare GLISAREAALUNECAREA HANSON-HUXLEYIn faza de relaxare, capetele filamentelor de actina cu originea la nivelul discurilor Z incep sa se suprapuna intre ele. In contractie, filamentele de actina sunt trase catre interior de filamentele de miozina, suprapunandu-se. Totodata discurile Z sunt trase de filamentele de actina catre cele de miozina. Sarcomerul se scurteaza la cca 2/3 din lungimea pe care o are in stare de relaxare. Benzile I si zona H isi scurteaza lungimea si dispar aproape coomplet, in timp ce distanta Z-H ramane relativ constanta Factorii determinanti ai glisarii sunt fortele generate in urma interactiunii dintre puntile transversale cu originea lanivelul filamentelor de miozina si actina. In repaus>forte inactive. Cand un PA se deplaseaza de-a lungul fibrei determina eliberarea ionilor de Ca din RS -> activeaza interactiunea intre actina si miozina ->contractie. Energia necesara provine din scindarea moleculelor de ATP la ADP. Bilantul energetic al travaliului muscular spune ca pentru o deplasare cu 130 A este necesara o molecula de ATP. Viteza de scurtare a unui muschi implica formarea a 30-100 punti actina/miozina/secunda. Teoria modificarilor conformationale (ipoteza spiralarii proteinelor) Proteinele contractile se comporta ca resorturi cu variate grade de contractie si relaxare. Majoritatea proteinelor au o conformatie alfa helicoidala. Ele isi pot transforma structura in foaie plianta ori alfa helicoidale. Transformarea alfa in structura beta transversa (supercontractia) a fost explicata in vitro (tratarea proteinelor cu agenti fizici si chimici), dar nu a putut fi decelata pe om.

Importanta complexului troponina-tropomiozina si a ionilor de Ca in realizarea contractiei Un filament pur de actina se leaga rapid de capetele filamentelor de miozina. Complexul troponina-tropomiozina inhiba situsurile active de la nivelul filamentului de

actina. In consecinta, la aceste situsuri nu se pot atasa capetele filamentelor de miozina pentru a se produce contractia. Cantitatile mari de Ca inhiba efectul inhibitor al complexului troponina-tropomiozina. Cum? Legarea 4 Ca la troponina C-> modificare conformationala -> deplasarea moleculei de tropomiozina in groove actina. Astfel, situsurile active sunt expuse si pot interactiona cu puntile transversale miozinice-> contractia Actina este activate, puntile transversale se leaga la aceasta-> contractia. Astfel, capetele puntilor transversale se indoaie inainte-inapoi si se deplaseaza pas cu pas pe filamentul de actina, tragandu-l catre centrul miozinei.

Ciclul puntilor transversale Cand un muschi se contracta este efectuat lucru mecanic si se consuma energie. Aici proteinele contractile convertesc energia provenita din hidroliza ATP la ADP in energie mecanica. Cu cat e mai mare lucrul mecanic efectuat de muschi, cu atat e mai mult ATP schindat = efectul FENN. Initial, capul miozinic este atasat la un filament de actina -> complex acto-mioznic ->eliberare ADP. In absenta ATP-ului, complexul ramane in stare rigida (rigor mortis) 1: legarea ATP-ului la capul de miozina reduce afinitatea acesteia pentru actina si eliberarea de cea din urma-> relaxare. 2: Scindarea ATP la ADP si Pi (raman atasati capului) ; capul se dispune perpendicular (90grd)pe filamentul de actina 3: complexul troponina-tropomiozina leaga Ca, iar situsurile active de la nivelul filamentului de actina sunt eliberate 4: complexul miozina-ADP-Pi duce la legarea miozinei de actina (capul se inclina 45grd) si formarea unei noi punti transversale = tractiunea in forta necesara pentru deplasarea filamentului de actina (este tras cu 11 nm spre coada miozinei) 5: disocierea ADP+Pi de complex (ramane in stare rigida). O noua molecula ATP se leaga in locul ADP-ului -> detasarea capului de pe filamentul de actina 6: noul ATP este scindat -> un nou ciclu. In toate cele 3 tipuri de muschi, o crestere a nivelului de Calciu permite continuarea ciclului. In faza excitatory, Ca creste de la 10-7 la 10-5. Scaderea Ca e semnal pentru incetarea ciclului si relaxarea muschiului. Calciul moduleaza contractia prin proteinele reglatorii. In absenta sa, inhiba interactiile actina-miozina->inhiba contractia. Cand Ca se leaga la aceste proteine are loc o modificare conformationala a complexului->contractie. Muschiul Scheletic: fiecare molecula de troponina C are 2 situsuri de legare pentru Ca cu afinitate mare si 2 situsuri cu afinitate mica. Legarea Ca la acestea din urma induce o modificare conformationala in complexul troponina, avand 2 efecte: capatul C terminal al troponinei I pleaca de pe filamentul de actina, permitand tropomiozinei sa se miste. Apoi troponina T impinge tropomiozina de la locul de legare al miozinei la actina in groapa de

actina (groove). Astfel capul miozinic interactioneaza cu actina si are loc formarea puntilor transversale. Muschiul cardiac: acelasi process dar troponina C are un situs de legare cu afinitate mica pentru Ca. Muschiul neted: nu exista proteina reglatoare troponina, dar se gaseste calmodulina. Cresterea Ca (10-5)->creste activitatea ATP-azica a miozinei. 4 Ca se leaga la Calmodulina (asemanatoare troponinei C)->complex Ca-CaM ->activeaza enzima myosin light chain kinase (MLCK)-> fosforileaza lantul usor (reglator) asociat moleculei de miozina II. Are loc o modificare conformationala ce creste activitatea ATP-azica a miozinei si ii permite sa interactioneze cu actina (motor molecular): capul miozinic se leaga repetitive de filamentul de actina si il trage succesiv->contractie. Concentratia ionilor de Ca scade sub un nivel critic (10-7) intervine miozin fosfataza (MLCP) care indeparteaza radicalul fosfat de la nivelul lantului reglator (inactivare MLCK), ciclul se operste si contractia inceteaza. Astfel, intervalul de timp necesar pentru relaxarea contractiei musculare este determinat de cantitatea de miozin fosfataza active din celula. In muschiul neted contractia nu incepe pana cand MLCK nu creste activitatea ATP-azica a miozinei, process consumator de energie. In muschiul scheletic si cardiac, activitatea ATP-azica e mare si formarea puntilor poate incepe imediat dupa inlaturarea tropomiozinei. Diferente ale contractiei muschilor netezi - viteza de formare a puntilor este mai lenta (1//10-1/300 fata de m scheletici), dar fractiunea de timp in care raman atasate la actina este mai mare. Acest lucru se datoreaza faptului ca activitatea ATP-azica a capului miozinei este mai scazuta aici-> degradarea ATP care asigura energia miscarii capetelor puntilor este redusa. - Energia necesara pentru sustinerea contractiei este 1/10- 1/300, lucru posibil datorita vitezei lente de formare a puntilor si faptului ca 1ATP este necesar fiecare ciclu. Economia de energie este importanta deoarece unele organe (intestine, vezica biliara) mentin adeseori in permanenta contractia tonica. - debutul lent al contractiei: tesutul neted se contracta la 50-100ms dupa stimulare, atinge contractia maxima dupa 0,5s, apoi forta se reduce treptat pe parcurusl a 12s => durata totala contractie este de 1-3 sec (de 30x mai mare decat durata medie in muschii scheletici). - Forta contractiei 4-6kg/cm2 (m scheletici 3-4kg/cm2) si se datoreaza duratei prelungite de atasare a puntilor miozinice la actina

Surse de energie pentru contractia musculara Energia este necesara pentru : 1. sustinerea mecanismului de pasire prin care puntile transversale tractioneaza filamentele de actina 2. pomparea ionilor Ca din sarcopalsma in RS dupa terminarea contractiei 3. pomparea ionilor Na si K prin membrane fibrei musculare pentru a mentine echilibrul ionic adecvat propagarii PA. concentratia ATP in fibra musculara (4mmoli) mentine contractia 1-2secunde. ATP-ul e scindat->ADP si transferul de energie la sistemul contractile al fibrei musculare. Apoi ADP-ul este refosforilat-> 1 ATP. a) Fosfocreatina contine o legatura fosfat macroergica asemanatoare ATP, dar cu mai multa energie libera. De aceea PC este scindata instantaneu-> aditia ion PO4 la ADP=>ATP. Cantitatea de PC in fibra musculara e de 5 ori mai mare ca ATP => contractia maxima 5-10 secunde. b) Glicogenul stocat in celulele musculare; utilizat pentru refacerea ATP si PC. Scindarea enzimatica rapida a glicogenului la acid piruvic si lactic elibereaza energie pentru transformarea ADP->ATP, folosit la contractie/ refacere PC Reactiile glicolitice pot avea loc si in absenta O2 -> contractia musculara poate fi sustinuta pana la 1 minut. Rata formarii ATP in glicoliza este de 2,5 ori mai rapida decat in urma reactiilor oxidative. c) Metabolismul oxidativ combinarea oxigenului cu produsii finali ai glicolizei si alti constituenti alimentari (carbohidratii, grasimile, proteinele) pentru a furniza ATP => 95% energie. Pentru contractii maximale cu durata mare, energia provine din lipide, dar pentru cele cu durata intre 2-4 ore, energia provine din carbohidrati Terminarea contractiei in toate cele 3 tipuri de muschi consta in Ca re-uptake in RS. Acest lucru se intampla cu ajutorul pompelor Na-Ca exchanger sau pompe de Ca din membrane plasmatica ori RS (SERCA). Aceasta din urma, la nivelul muschiului cardiac, este inhibata de fosfolamban (calea PKA-AMPc ) sau concentratii mari de Ca in RS. In cazul muschiului neted, defosforilarea lantului usor miozinic stopeaza contractia.

Unitatea motorie = toate fibrele musculare inervte de o singura fibra nervoasa - muschii mici, care reactioneaza rapid si al caror control trebuie sa fie exact, au mai multe fibre nervoase pentru un numar mai mic de fibre musculare (ex. Muschi laringieni) - muschii mari, care nu necesita un control fin, pot avea sute de fibre musculare intr-o singura unitate motorie (ex. Muschiul solear) - numarul mediu de fibre musculare dinr-o unitate motorie : 80-100 - intr-o unitate motorie fibrele musculare nu sunt grupate in totalitate, ci se suprapun cu alte unitati motorii-> microfasciule de 3-15 fibre-> unitatile motorii separate se sustin reciproc in timpul contractiei. - Cresterea intensitatii impulsului->cresterea nr unitatilor-> cresterea fortei de contractie - Unitatile se activeaza asincron-> muschiul se contracta timp mai indelungat, fara oboseala, cu intensitate variabila - In urma unor paralizii, fibrele musculare isi refac inervatia cu ajutorul nervilor indemni-> unitati motorii cu un nr de 10-15 ori mai mare de fibre = unitati macromotorii (precizia miscarii scade).

Viteza de contractie. Forta de contractie. Lucru mecanic Forta musculara = tensiunea maxima pe care o poate dezvolta un muschi impotriva unei rezistente. Forta de contractie a unui muschi depinde de numarul de fibre stimulate si implicate in contractie, de grosimea fiecarei fibre musculare si de lungimea initiala a fibrelor. Lungimea ideala de repaus a unei fibre musculare e aceea de la care fibra poate genera forta de contractie maxima. Forta de contractie a musculaturii scheletice : 3-4kg/cm2 si depinde de suprafata muschilor (gluteus maximus 1200kg; muschii masticatori 100 kg). Viteza de contractie este cu atat mai mare cu cat rezistenta opusa este mai mica si diminueaza progresiv cand sarcina creste=> viteza max la sarcina nula-> muschiul ajunge la starea de contractie completa in 0,1sec (consumul de O2 si scindarea ATP sunt crescute effect Fenn). Cand sarcina a fost crescuta la o valoare egala cu forta maxima pe care muschiul o poate exercita, viteza este 0 si nu se mai produce contractie, in schimb se dezvolta o tensiune izometrica maxima.

FIG Efectul suprapunerii actinei si miozinei asupra tensiunii generate de muschi: Dfilamentul de actina e complet tractionat la capatul filamentului de miozina, iar gradul de suprapunere actina-miozina=0=>tensiunea dezvoltata de muschi este nula. Pe masura ce sarcomerul se scurteaza, tensiunea creste progresiv pana cand lungimea sarcomerului atinge 2,2microni; in acest punct filamentul de actina se suprapune cu puntile transversale ale filamentului de miozina, dar nu a atins centrul miozinei. Daca scurtarea continua, sarcomerul (2 microni) prezinta aceeasi tensiune (B) si capetele filamentelor de actina incep sa se suprapuna intre ele. Pe masura ce lungimea sarcomerului scade la 1,65 microni (A), forta contractiei scade rapid. Apoi, pe masura ce se desfasoara contractia, forta se apropie de 0 si muschiul are cea mai redusa lungime. FIG efectul lungimii muschiului asupra fortei de contractie: Atunci cand muschiul se gaseste la lungimea normala de repaus (sarcomere 2 microni), el se contracta consecutive activarii cu forta maximala. Cresterea tensiunii care apare in timpul contractiei, denumita tensiune active, scade pe masura ce muschiul este intins dincolo de lungimea sa normala. Puntul de extensie prin care activarea activarea produce o tensiune active maxima corespunde cu pozitia dee repaus a muschiului = lungime de repaus. Daca un muschi e prea intins, filamentele de actina/miozina se distanteaza iar contractia nu se mai produce Cand un muschi se contracta impotriva unei sarcini, acesta efectueaza lucru mecanic, adica este transferata energie de la nivelul muschiului catre sarcina externa pentru a ridica un obiect la o inaltime mai mare sau pentru a invinge rezistenta la deplasare. W=LxD W=lucru mecanic, L=sarcina, D=distanta pe care sarcina a fost deplasata Eficienta contractiei musculare = procentul din cntitatea totala de energie care este transformat in lucru mecanic, nu in caldura. - 20-25% prin ridicarea unei greutati (pentru ca jumatate din energia principiilor alimentare se pierde in timpul sintezei ATP si doar 40-45% din energia din ATP e convertita in lucru mecanic) - 0% in contractia izometrica (lenta) - Eficienta depinde de viteza - Eficienta maxima este atinsa cand viteza de contractie este 30% din viteza maxima

JONCTIUNEA NEURO-MUSCULARA = PLACA NEURO-MOTORIE MUSCHI SCHELETICI Celulele muschilor scheletici sunt inervate de fibre nervoase mari, mielinizate, cu originea la nivelul coarnelor anterioare ale MS. Fiecare fibra nervoasa, dupa ce patrunde in muschi, se ramifica si inerveaza intre 3-sute de fibre musculare scheletice = unitatea motorie. Fiecare terminatie nervoasa ralizeaza o jonctiune cu fibra musculara = jonctiune neuromusculara. Fibra nervoasa formeaza un complex de terminatii nervoase ramificate care invagineaza la nivelul suprafetei fibrei musculare, fiid insa dispuse in afara membranei plasmatice. = placa terminala motorie, acoperita de cellule Schwann. Membrana invaginata = sant synaptic, iar spatiul dintre terminatia nervoasa si membrane fibrei = fanta sinaptica, lat 20-30nm. In partea inferioara a santului se gasesc numeroase pliuri mai mici ale membranei musculare = fante subneurale, ce cresc suprafata de contact. La nivelul butonilor terminali se gasesc mitocondrii care produc ATP, sursa de energie utilizata pentru sinteza unui neurotransmitator = acetilcolina. Ea este sintetizata in citoplasma terminatiei axonale si inglobata rapid in vezicule sinaptice (300000). In spatiul synaptic se gaseste multa acetilcolinesteraza care distruge Ach la cateva ms. Cand un impuls nervos ajunge la nivelul jonctiunii, in fanta sinaptica sunt eliberate aprox 125 vezicule cu Ach. Pe fata interna a membranei neurale se gasesc granulatii dense dispuse liniar; de fiecare parte a lor exista particule proteice care strabat membrane = canale de Ca reglate electric. Cand un potential de actiune ajunge la nivelul terminatiilor axonale, canalele se deschid si ionii de Ca difuzeaza din spatiul synaptic catre interiorul axonului, atrag veziculele de Ach care vor fuziona cu membrane neurala si , prin exocitoza, elimina Ach in spatiul synaptic. La nivelul membranei postsinaptice se afla numerosi receptori pentru Ach, acestia fiind canale ionice reglate de Ach; localizati in apropierea deschiderii fantelor subneurale. Fiecare receptor e format din 5 subunitati proteice (2 alfa, b g d), 275000, strabat integral membrane, sunt dispuse in forma de cerc unul langa altul, formand un canal tubular. Pentru deschiderea canalului sunt necesare 2 molecule Ach ce se leaga la subunitatile alfa -> modificare conformationala. Prin canalul deschis (diametru 0,65nm) trec ionii pozitivi (Na, K, Ca), nu si cei negative (datorita incarcarii negative a portilor). Exista doar 2 ioni pozitivi in copncentratii mari: Na in LEC si de K in LIC. Potentialul negative de pe fata interna a membranei intre -80 -90mV atrage ionii pozitivi Na la interior, impiedicand efluxul ionilor K. Influxul puternic al sarcinilor + ->cresterea potentialului electric intramembranar pana la 50-75mV-> potential de placa terminala.-> initiaza un PA->contractie.

FIG. Potentialele de placa terminala A, C sunt slabe pentru a initia PA, insa produc mici variatii locale ale voltajului placii terminale. Potentialul de placa B este puternic si detrmina deschiderea canalelor de Na -> effect in cascada de patrundere a ionilor +->PA. Intensitatea redusa a potentialului de placa A se datoreaza actiunii curarei la nivelul fibrei musculare, medicament care blocheaza actiunea Ach asupra canalelor ionice prin inhibitie competitiva, iar cea din punctual C se datoreaza efectului toxinei botulinice bacteriene ce determina reducerea cantitatii de Ach eliberata de la nivelul veziculelor. Atata timp cat Ach persista in fanta sinaptica, activeaza receptori. Cea mai mare parte a Ach este distruza de acetilcolinesteraza existenta in fanta sinaptica. O cantitate mica de Ach difuzeaza in afara spatiului synaptic. O alta cantitate poate sa reintre in componenta presinaptica. Durata scurta de timp in care Ach se gaseste in spatiul synaptic (ms) este suficienta pentru excitarea fibrei musculare in conditii normale. Indepartarea ulterioara a Ach previne reexcitarea musculara continua dupa recuperarea fibrei musculare in urma PA initial.

Fiecare impuls nervos care ajunge la nivelul jonctiunii neuromusculare determina aparitia unui potential de placa terminala de 3 ori mai mare decat este necesar pentru stimularea fibrei.=> jonctiunea are un factor de siguranta mare. Dar stimularea fibrei nervoase la frecvente mari de 100/sec, timp de mai multe minute, diminueaza nr veziculelor cu Ach atat de mult incat impulsul nu mai este transmis catre fibra musculara-> epuizarea jonctiunii (situatie intalnita in cazul unei activitati musculare epuizante). Sinteza si eliberarea de acetilcolina de la nivelul jonctiunii neuromusculare prezinta urmatoarele etape: 1. in aparatul Golgi situate in corpul neuronului motor se formeaza vezicule mici 40nm-> transportarea prin axoplasma catre jocntiune-> la nivelul terminatiilor nervoase se gasesc 300000 vezicule. 2. Ach este sintetizata in citosolul terminatiilor fibrei nervoase->transportata la interiorul veziculelor-> stocata : 10000 molecule Ach in fiecare vezicula 3. PA ajuns la nivelul terminatiilor deschide canalele de Ca->concentratia la interior a Ca creste de 100x-> cresterea de 10000x a ratei de fuziune a veziculelor cu membrane terminala-> ruptura veziculelor (125)->exocitoza Ach. 4. dupa cateva ms, Ach e scindata in colina si ion acetate de acetilcolinestraza. Colina e recaptata in terminatiile nervoase pentru sinteza Ach. Durata: 5-10ms 5. pentru functionarea adecvata a jonctiunii trebuie sa se formeze rapid vezicule noi. La cateva sec dupa terminarea fiecarui PA la nivelul membranei terminatiilor apar depresiuni date de proteine contractile clatrina- ; in 20sec, proteinele se contracta si determina desprinderea catre interior a membranei cu formarea de vezicule noi.

Potentialul de actiune muscular

-

PR: -80 -90mV, produs de distributia inegala a ionilor de Na, K. Depolarizarea e produsa de influxul Na : 50mV -> contractie Potentialul de activare In interiorul membranei +40mV PR se restabileste prin efflux K Durata PA 1-5ms (de 5x mai mare ca in fb. Nervoase mielinizate mari) Viteza conducerii 3-5m/s (1/13 din viteza de conducere a fb mielinizate mari) faza de stimulare e urmata de o perioada reflactara absoluta (1-3ms)

fibra musculara scheletica este voluminoasa. Pentru obtinerea unei contractii musculare maxime, curentul trebuie sa ajunga in profunzimea fibrei, pana la miofibrile. Aceasta se realizeaza prin transmiterea Pa de-a lungul tubulilor transverse T , care traverseaza intreaga fibra musculara dintr-o parte in alta. Pa determina la nivelul tubulilor eliberarea ionilor Ca in apropierea miofibrilelor->contractie = cuplarea excitatiei cu contractia.

Medicamente care stimuleaza fibra musculara prin actiune colinergica Metacolina, carbacolul, nicotina acelasi effect ca si Ach dar nu sunt distruse de colinesteraza sau sunt distruse foarte lent-> actiunea persista mult-> depolarizari locale ale membranei, la nivelul receptorilor. Medicamente care stimuleaza jocntiunea neuromusculara prin inactivarea acetilcolinesterazei Neostigmina, fizostigmina, diizopropil fluorofosfat (gaz toxic cu actiune neurala) inactiveaza enzima-> ea nu mai poate hidroliza Ach-> acumulare de Ach la fiecare impuls nervos in fanta-> spasme musculare-> deces (spasm laringian, sufocare). Neostigmina si fizostigmina inactiveaza enzima cateva ore, iar diizopropilul cateva saptamani. Medicamente care blocheaza transmiterea la nivelul jonctiunii neuromusculare Curarizantele (D-tubocurarina) blocheaza actiunea Ach asupra receptorilor postsinaptici, impiedicand astfel cresterea permeabilitatii canalelor ionice necesara pentru a initia un PA.

MUSCHI NETEZI Fibrele nervoase autonome care inerveaza muschii netezi se ramifica difuz deasupra unui strat de fibre musculare, formand jonctiuni difuze la nivelul carora elibereaza neurotransmitatorii in matricea care acopera muschii la o distanta de cativa nm sau microni de celulele muscularre. apoi neurotransmitatorii difuzeaza catre cellule. Majoritatea terminatiilor axonale prezinta varicozitati de-a lungul lor. Aici celulele Schwann care acopera axonii sunt intrerupte, transmitatorii fiind secretati prin peretii varicozitatilor. La interior varicozitatile prezinta vezicule pline cu neurotransmitator: Ach sau norepinefrina. Uneori intre varicozitati si membrane celulelor musculare exista un spatiu de 20-30nm = jonctiuni de contact asemanatoare jonctiunii neruomusculare. Rapiditatea contractiei acestor fibre netede este mai mare decat a celor stimulate prin jonctiuni difuze. In jonctiunile in care Ach stimuleaza o fibra musculara, norepinefrina are effect inhibitor si invers. Neurotransmitatorii se leaga la o proteina receptor de pe suprafata membranei celulei musculare. Unii receptori sunt excitatory, altii inhibitori=>determina efectul E/I la nivelul fibrei si care din cei doi neurotransmitaotri actioneaza la nivelul acelei jonctiuni.

Potentialul de membrana in repaus -50 60mV, deci cu 30mV mai putin electronegativ decat la muschii scheletici. Potentialele de actiune de varf: - durata 10-50ms - apar prin stimulare electrica, actiunea hormonillor asupra muschiului neted, actiunea unor neurotransmitatori cu originea in fibrele nervoase, elongare; pot fi generate spontan de fibra musculara Potentialele de actiune cu platou debutul este asemanator cu al potentialului de varf - repolarizarea se realizeaza cu o intarziere cuprinsa intre sute-1000ms (1sec). - faza de platou explica contractile prelungite care se produc in anumite tipuri musculare (uretere, uter) si al anumitor tipuri de muschi netezi vasculari - este intalnit la nivelul fibrelor musculare cardiace care au o durata prelungita a contractiei la nivelul fibrei musculare netede exista mai putine canale de Na si mai multe canale de Ca->influxul ioni Ca la interiorul fibrei este mai mare. Canalele de Ca se deschid mai lent decat cele de Na si raman deschise mai mult timp->durta lunga a potentialelor cu platou. Acesti ioni pot actiona direct asupra mecanismului contractile-> contractie. La nivelul anumitor muschi netezi apare fenomenul de autoexcitare asociat cu un potential de membrane cu unde lente (pacemaker)->PA in absenta unui stimul extrinsec. Aceste unde sunt determinate de cresterea/descresterea ritmica a conductantei canalelor ionice sau a activitatii de pompare a ionilor prin membrane fibrei musculare -> potentialul de membrane devine mai negtiv daca ionii Na sunt pompati mai rapid (si invers) . Cand varful potentialului negative al undei lente de la nivelul membranei creste de la -60 la -35 (valoare prag)->PA->contractia

SECUSA. TETANOS Secusa = contractia (de scurta durata) muschiului la un stimul unic. Componente: 1. faza de latenta: dureaza din momentul aplicarii excitantului si pana la aparitia contractiei. Acum are loc manifestarea electrica a contractiei (PA), a carei durata depinde de tipul de muschi cca 0,01s muschi striat. Aceasta faza e mai scurta daca excitatia se aplica direct pe muschi si mai lunga daca se aplica pe nerv pentru ca exista o intarziere la nivelul placii motorii. 2. faza de contractie 0,04s 3. faza de relaxare 0,05s Durata totala :0,1s, iar amplitudinea variaza proportional cu intensitatea stimulului aplicat, pana la o valoare maxima. De aceea la contractie participa un numar cat mai mare de fibre musculare pe masura ce intensitatea stimulului creste, pana in momentul in care toate fibrele se contracta simultan=> intensitatea stimulului este maximala. Stimularea in continuare cu stimuli supramaximali nu este urmata de cresterea secusei. Secusa poate fi: 1. izometrica lungimea ramane constanta; tensiunea creste mult (forta maxima); muschiul nu presteaza lucru mecanic extern; toata energia chimica se pierde sub forma de caldura si lucru mecanic intern; participa la mentinerea posturii. Pentru muschiul ocular durata < 1/40s 10ms deoarece miscarile oculare trebuie sa fie rapide pentru a mentine fixarea privirii asupra unor obiecte specifice, asigurand acuratetea vederii. Pentru muschiul gastrocnemian 1/15s 30ms pentru a imprima membrului inferior suficienta viteza in timpul alergarii, sariturilor. Pentru muschiul solear 1/3s 100ms pentru sustinerea antigravitationala a corpului (contractie de intensitate mica, continua, pe termen lung). 2. izotonica lungimea variaza; tensiunea ramane constanta(forta constanta); muschiul efectueaza lucru mecanic; deplaseaza segmente ale corpului, asigurand diferite forme de miscare. Ex: majoritatea muschilor scheletici. Contractia izotonica de tip concentric :se scurteaza un muschi in timp ce exercita o forta (urcatul scarilor) Contractia izotonica de tip eccentric: se lungeste un muschi in timp ce se opune unei incarcaturi (coboratul scarilor) 3. auxotonica variaza si lungimea si tensiunea. In timpul unei activitati obisnuite, fiecare muschi trece prin faze 1 2 . Sumatia = cumularea efectului secuselor pentru a creste intensitatea contractiei musculare 1. sumatia fibrelor multiple (sumatie spatiala) : semnal slab SNC-> stimulate unitatile motorii mici. Daca intensitatea semnalului creste-> stimularea unitatilor motorii mai mari => principiul dimensiunii. => gradarea fortei musculare in timpul contractiilor slabe. Unitatile motorii mici sunt primele stimulate de fibre nervoase, iar motoneuronii mici de la nivelul MS sunt primii excitati. Unitatile motorii se contracta alternative-> contractii fine la impulsuri cu frecvente reduse.

2. sumatia de frecventa (sumatie temporala): cresterea frecventei contractiilor-> creste forta contractiei-> creste Ca citosolic -> tetanie. Nu mai este permisa relaxarea intre potentialele de actiune-> ionii Ca sunt mentinuti in asrcoplasma-> contractie maximala.

Tetanos = o sumatie de secuse stimuli repetitivi la intervale mici si regulate. 1. incomplet- sumarea incompleta a secuselor la stimularea repetitiva cu frecventa joasa de 10-20stimuli/sec => platou dintat. 2. complet- sumarea completa a secuselor la stimularea repetitiva cu frecventa mare de 50-100stimuli/sec => platou regulat Frecventa minima necesara pt a produce o contractie tetanica variaza in functie de durata secusei : la o durata de 10ms, sumatia e produsa de o frecventa critica de 100stimuli/sec.

Toate contractile voluntare ale muschilor din organism sunt tetanosuri si nu secuse, deoarece comanda voluntara se transmite la muschi prin impulsuri cu frecventa mare. Exista si situatii cand o contractie este o secusa: frisonul, sistola cardiaca, contractia obtinuta in urma reflexului miotatic. Forta dezvoltata de muschi in timpul tetanosului este de 4 ori mai mare decat cea dezvoltata in timpul secusei.

OBOSEALA MUSCULARA Reprezinta reducerea temporara a capacitatii de contractie a muschilor si cresterea duratei necesare relaxarii. Este direct proportionala cu rata epuizarii glicogenului muscular la care contribuie si pH-ul intracellular, prin acumularea de acid lactic, inhiband unele enzime. Are loc diminuarea transmiterii semnalelor nervoase la nivelul jonctiunii neuromusculare. Intreruperea fluxului sangvin la nivelul unui muschi care se contracta conduce la oboseala musculara aproape completa in aproximativ 1-2 minute, datorita pierderii aportului de factori nutritivi, in special oxygen. Se manifesta prin scaderea fortei si contractura fiziologica (disparitia relaxarii). Contractura apare intr-un stadiu mai avansat de oboseala si e produsa de deficitul de ATP. Inhibarea hidrolizei ATP-ului produce relaxarea muschiului. In masura in care

resinteza ATP-ului devine deficitara, faza de relaxare se prelungeste pana cand muschiul ramane contractat. Contractura e favorizata de acidifiere. Oboseala apare mai repede cand lucrul mecanic creste. Adrenalina, prin efectul ei glicogenolitic, inlatura oboseala (fenomenul Ghintinski-Orbeli = inlaturarea oboselii prin stimulare simpatica. Activarea fosforilazei pe care o provoaca catecolaminele favorizeaza sinteza ATP). Oboseala care se dezvolta in urma unei contractii voluntare maxime (ridicarea unei greutati mari) e diferita de oboseala ce apare in urma unor contractii moderate repetate (alergatul la o viteza normala). Pentru o contractie maxima, toate fibrele dintr-un muschi trebuiesc stimulate cu frecvente mari. In fibrele rapide , oboseala se instaleaza repede datorita scaderii glicogenului , pH-ului local, acumularea ionilor K extracellular. Exercitiile ce implica contractii moderate in care se activeaza fibrele lente , necesita frecvente de descarcare mult mai mici fata de o contractie maximala, lucru datorat depletiei Ca intracellular. Rigor mortis consta in contractura tuturor muschilor cadavrului in absenta potentialelor de actiune. Rigiditatea e cauzata de pierderea completa a ATP-ului necesar pentru separarea puntilor transversale de filamentele de actina in timpul procesului de relaxare musculara. Muschii raman rigizi 15-25 ore, pana in momentul deteriorarii proteinelor musculare, fenomen datorat descompunerii bacteriene si autolizei produsa de enzimele eliberate de lizozomi. Procesele amintite sunt accelerate de temperaturile ridicate.